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ABAQUS最好的中文培训.pdf

ABAQUS最好的中文培训

abaqus
2010-03-30 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《ABAQUS最好的中文培训pdf》,可适用于人文社科领域

ABAQUS简易教程一、ABAQUS公司及产品简介ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一。ABAQUS公司成立于年在美国总部的技术开发人员超过人其中有多人具备工程或计算机科学的博士学位全球技术支持人员超过人这可能是世界上最大的计算固体力学团队。ABAQUS产品ABAQUSCAE为ABAQUS求解器提供快速交互式的前后处理环境ABAQUS的建模、分析、监测和控制、以及结果评估的完整界面ABAQUSStandard主要用于结构静态、动态线性和非线性分析耦合分析ABAQUSExplicit瞬态的大变形和高度非线性分析可以在ABAQUSStandard分析结束状态进行继续分析ABAQUS有限元软件的功能线性静力学,动力学,和热传导例如应力,振动,声场,地质力学,压电效应,等汽车、飞机机身等的静力和动力学响应,结构刚度,等非线性和瞬态分析接触,塑性失效,断裂和磨损,复合材料,超弹性等汽车碰撞,电子器件跌落,冲击和损毁等多体动力学分析同时结合刚体,线性柔体,和非线性柔体模拟各种连接件等应用在:汽车运动,高速机械,微机电系统MEMS,航空航天机构,医疗器械,等二、ABAQUS输入文件ABAQUS模型的组件ABAQUS的分析模块以批处理的方式运行。分析模块的基本输入为输入文件。在输入文件中包含单元、材料、过程和载荷库等选项。这些选项可以以任意合理的方式组合所以可以为多种问题建模。输入文件被分为两个部分:模型数据和历程数据。模型数据历程数据几何选项节点、单元材料选项其它模型选项过程选项载荷选项输出选项ABAQUS输入文件的格式ABAQUS的输入文件(inp文件)包含若干可选的数据块这些数据块以一个关键字开头如*PLASTIC。如果需要的话数据行将跟在关键字行的后面。所有的输入行长度限制在字符以内变量名限制在字符以内且必须以字母开始。所有的注释行以**开始可以放在任意的位置。关键字行以*开始后面接关键字必要的时候可加参数如:*MATERIAL,NAME=name这里MATERIAL是关键字NAME是参数name是你给定的参数值。数据行用来为给定的选项定义批量数据如单元的定义:*ELEMENT,TYPE=b关键字行,,,,数据行,,·节点号(相对于梁b单元)·单元号每个数据块要么属于模型数据要么属于历程数据模型数据必然置于历程数据之前。而在模型数据和历程数据内部数据块的顺序和位置是任意的除了一些特例如:*HEADING必须置于输入文件的第一行*ELASTIC、*DENSITY和*PLASTIC是*MATERIAL的子选项则他们必须直接跟在*MATERIAL后等。下面我们以悬臂梁模型为例介绍其输入文件的各个部分。输入文件:模型数据*HEADINGCANTILEVERBEAMEXAMPLEUNITSINMM,N,MPa*NODE,,,,*NSET,NSET=END,*ELEMENT,TYPE=B,ELSET=BEAMS,,,,*BEAMSECTION,SECTION=RECT,ELSET=BEAMS,MATERIAL=MAT,**MaterialfromXXXtestinglab*MATERIAL,NAME=MAT*ELASTICE,*BOUNDARY,ENCASTRE历程数据*STEP历程数据以第一个*step选项开始边界条件节点号单元号标题选项块节点选项块单元集定义单元选项块属性引用选项块注释行弹性选项块材料选项块固定边界条件选项块点载荷APPLYPOINTLOAD*STATIC指定为静态分析过程*CLOAD,,*OUTPUT,FIELD,FREQUENCY=*ELEMENTOUTPUT,VARIABLE=PRESELECT*OUTPUT,HISTORY,FREQUENCY=*NODEOUTPUT,NSET=ENDU输出数据*ELPRINT,FREQUENCY=S,E*NODEFILE,FREQUENCY=U*ENDSTEP历程数据以*endstep选项结束在输入文件中使用集名引用属性:*ELEMENT,TYPE=B,ELSET=BEAMS,,*BEAMSECTION,SECTION=RECT,ELSET=BEAMS,MATERIAL=MAT,*MATERIAL,NAME=MAT*ELASTICE,*BEAMSECTION为单元集BEAMS和材料集MAT建立联系。在*BEAMSECTION选项中横截面为长方形(RECT)宽度为高度为。在*MATERIAL选项块中材料名为MAT弹性模量为E泊松比为。边界条件:*BOUNDARY,,边界条件数据块中第一个为节点号后面的为自由度整个数据块为节点施加了到所有自由度的约束。在ABAQUS中只激活节点必要的自由度维问题中自由度为有效自由度所以下面的输入数据是等效的。*BOUNDARY*BOUNDARY*BOUNDARY,,或,ENCASTRE或,,,,输出需求:*OUTPUT,FIELD,FREQUENCY=*ELEMENTOUTPUT,VARIABLE=PRESELECT输出到输出数据库文件*OUTPUT,HISTORY,FREQUENCY=*NODEOUTPUT,NSET=ENDU,上面的数据块将预先选定的场变量输出到数据库(odb)文件并且为单元集END定义了位移的输出。每个输出需求包括FREQUENCY参数如果分析需要多个增量FREQUENCY参数指定了结果的输出频率。*ELPRINT,FREQUENCY=S,E*NODEFILE,FREQUENCY=载荷定义:节点号:自由度:载荷大小输出到数据文件输出到结果文件U利用*ELPRINT选项将数据输出到数据(dat)文件便于直观的检查。使用*NODEFILE选项以二进制格式输出到结果(fil)文件用户可用第三方后处理软件。三、ABAQUSCAE简介ABAQUSCAE的优势将建模、分析、作业管理和结果评估无缝集成。使用中性数据库文件使得数据库文件和计算机无关。可以为具体的应用系统定制界面。为ABAQUS求解器提供了最完整的界面。ABAQUSCAE的基本特征现代的图形用户界面(GUI)如菜单、图标和对话框、应用菜单可以直接访问各种功能、对于经常使用的功能图表能提高访问速度。、对话框可以输入文本信息还可以选择不同的选项。一致的环境、以模块的方式表示各种功能。、每个模块包含该模块所有功能的子集。、各个模块的表示方法相似理解其中一个模块的表示方法可以方便的理解其他模块的表示方法。弹性材料表格力学属性子菜单可视化工具箱图表•创建部件的几何模型(如果需要还需创建区域)•为初始构型定位部件。如果模型中只包含一个部件装配件将被自动创建。•将装配件分割成可以分网的区域并划分网格•定义分析步和输出需求•定义材料•定义部件区域的截面属性•为部件或区域定义和分配截面属性•为区域、集定义接触或其他形式的相互作用并在指定的分析步应用它们•为区域或集指定载荷、边界条件和场并在指定的分析步应用它们•提交、管理、并监控分析作业•检验结果AssemblyLoadMeshVisualizationInteractionJobPartPropertyStep完备的CAD系统同许多CAD系统类似ABAQUSCAE也是基于部件和部件实例装配件的概念。可以导入从其他程序生成的几何体。基于特征和参数化建模ABAQUSCAE引入特征概念特征是设计过程中的重要组成一个模型一般由几个特征组成。如:几何特征:实体拉伸线切割导角等装配件特征:轮子必须与轴同心毛坯必须与刚体模型正确的接触等。分网特征:将几何体分成不同的区域利用不同的分网技术划分网格不同的边可以具有不同的网格密度等等。参数是可以修改的量它为特征提供了附加的信息。实体拉伸参数:拉伸横截面的草图拉伸的深度。切削:对横截面草图进行切削切削的深度。导角参数:导角的半径。装配件接触参数:间距。特征具备父子关系子特征的存在依赖于父特征的存在删除父特征的时候ABAQUSCAE会删除和该父特征相关的所有子特征。特征可以通过编辑参数的方法进行修改。ABAQUSCAE典型例题我们将通过ABAQUSCAE完成右图的建模及分析过程。首先我们创建几何体一、创建基本特征:、首先运行ABAQUSCAE在出现的对话框内选择CreateModelDatabase。、从Module列表中选择Part进入Part模块导角实体拉伸切割实体拉伸参数拉伸深度拉伸横截面的草图、选择Part→Create来创建一个新的部件。在提示区域会出现这样一个信息。、CAE弹出一个如右图的对话框。将这个部件命名为Hingehole确认ModelingSpace、Type和BaseFeature的选项如右图。、输入作为Approximatesize的值。点击Continue。ABAQUSCAE初始化草图并显示格子。6、在工具栏选择CreateLines:Rectangle(Lines)在提示栏出现如下的提示后输入(,)和(,)然后点击3键鼠标的中键(或滚珠)。7、在提示框点击OK按钮。CAE弹出EditBasicExtrusion对话框。8、输入作为Depth的数值点击OK按钮。二、在基本特征上加个轮缘1、在主菜单上选择Shape→Solid→Extrude。2、选择六面体的前表面点击左键。3、选择如下图所示的边点击左键。4、如右上图那样利用图标创建三条线段。5、在工具栏中选择CreateArc:CenterandEndpoints6、移动鼠标到(,)圆心点击左键然后将鼠标移到(,)再次点击鼠标左键从已画好区域的外面将鼠标移到(,)这时你可以看到在这两个点之间出现一个半圆点击左键完成这个半圆。7、在工具栏选择CreateCircle:CenterandPerimeter8、将鼠标移动到(,)点击左键然后将鼠标移动到(,)点击左键。9、从主菜单选择Add→Dimension→Radial为刚完成的圆标注尺寸。、选择工具栏的EditDimensionValue图标、选择圆的尺寸()点击左键在提示栏输入按回车。再次点击EditDimensionValue退出该操作。、点击提示栏上的Done按钮。、在CAE弹出的EditExtrusion对话框内输入作为深度的值。CAE以一个箭头表示拉伸的方向点击Clip可改变这个方向。点击OK完成操作。三、创建润滑孔1、进入Sketch模块从主菜单选择Sketch→Create命名为Hole设置为ApproximateSize的值点击Continue。2、创建一个圆心在(,)半径为的圆然后点击Done完成这一步骤。3、回到Part模块在Part下拉菜单中选择Hingehole。4、在主菜单中选择Tools→Datum按右图所示选择对话框内的选项点击Apply。5、选择轮缘上的一条边见下图参数的值是从到1如果箭头和图中所示一样就输入敲回车否则就输入。ABAQUSCAE在这条边的处上创建一个点。6、创建一个基线在CreateDatum对话框内选择Axis在Method选项中选择Points点击Apply。选择圆的中心点和刚才创建的基点ABAQUSCAE将创建如右上图所示的基线。7、在CreateDatum对话框内选择Plane在Method中选择Pointandnormal点击OK选择刚才创建的基点和基线。你的模型将如左下图所示。8、从主菜单中选择Shape→Cut→Extrude选择创建的基准面和右上图所示的边点击左键。9、从主菜单中选择Add→Sketch选择hole然后点击OK在提示栏中点击Translate通过下面两步将Hole移到最终位置。A:先点击hole的圆心然后点击创建的基点圆心就移动到了以基点上。B:点击工具拦中的EditVertexLocation然后点击移动后的圆心(基点)点击提示拦的Done再点击提示拦中随后出现的Translate按钮输入(,)和(,)敲回车最后点击Done。、在EditCutExtrusion对话框中选择Blind作为Type的选项作为深度如果需要可以选择Flip改变箭头的方向然后点击OK。四、创建不含润滑孔的铰链1、从主菜单选择Part→Copy→Hingehole命名新的部件为Hingesolid点击OK。2、在Part下拉菜单中选中HingeSoild从工具栏里选择DeleteFeature选中创建的基点点击提示栏里的Yes删除基点和他的子特征。五、创建一个刚体销钉1、从主菜单里选择Part→Create命名为Pin选择ModelingSpace为D,类型为Analyticalrigid选择Revolvedshell为基本的特征输入作为Approximatesize的值然后点击Continue。2、从工具栏选择CreateLines:Connected创建一条从(,)到(,)的直线然后点击Done退出草图。3、从主菜单中选择Tools→ReferencePoint选择销钉周线顶部的点。保存模型数据为hingecae。接下来我们将为建立好的几何模型添加材料并将其组装起来。一、创建材料1、进入Property模块在主菜单中选择Material→Create来创建一个新的材料。2、在EditMaterial对话框命名这个材料为Steel选择Mechanical→Elasticity→Elastic在杨氏模量中输入E输入作为泊松比。点击OK退出材料编辑。、从主菜单中选择Section→Create在CreateSection对话框中定义这个区域为SoildSection在Category选项中接受Soild作为默认的选择在Type选项中接受Homogeneous作为默认的选择点击Continue。、在出现的EditSection对话框中选择Steel作为材料接受作为Planestressstrainthickness并点击OK。、在Part中选择Hingehole从主菜单中选择Assign→Section选择整个PartABAQUS将会把你选择的区域高亮化在对话栏点击Done在出现的AssignSection对话框中点击OK。、重复第五步为Hingesoild分配材料。二、部件组装、进入Assembly模块从主菜单中选择Instance→Create在CreateInstance对话框中选择Hingehole点击Apply。、在CreateInstance对话框中选择Hingesoild选中Autooffsetfromotherinstances点击OK。、从主菜单中选择Constraint→FacetoFace选择左下图所示的表面再选择如右下图的表面点击Flip如果两个箭头同向点击OK在提示栏输入敲回车。、从主菜单中选择Constraint→Coaxial先选择如左下图所示的孔再选择如右下图所示的孔点击Flip如果箭头如右下图所示点击OK。、从主菜单中选择Constraint→EdgetoEdge选择如左下图所示的边再选择如右下图所示的边点击Flip如果箭头如右下图所示点击OK。完成铰链的组装。、从主菜单中选择Instance→Create选择Pin点击OK。、从主菜单中选择Constraint→Coaxial选择Pine和铰链中的孔如果需要点击Flip点击OK。显示如左下图所示。、从主菜单中选择Instance→Translate选择Pine点击Done在CAE警告信息栏中点击Yes。在提示栏输入(,,)和(,,)敲回车。在提示栏点击OK。最终的构形如右上图显示。接下来我们定义分析步接触边界条件以及加载。一、定义分析步。、进入Step模块从主菜单中选择Step→Create命名这个分析步为Contact接受默认的Static,General点击Continue。在出现的EditStep对话框中接受所有默认选择并点击OK创建一个分析步。、重复上一步创建一个分析步命名为Load在EditStep对话框中进入Incrementation子选项输入为InitialIncrementSize。点击OK完成分析步的创建。、为输出结果创建几何集在主菜单选择Tools→Set→Create命名这个几何集为ndispoutput点击Continue。选择如左下图所示的点。点击Done完成该步骤。、采用相同的技术定义右上图所选的面为fixedfaceoutput所选的边为holeoutput。、从主菜单中选择Output→FieldOutputRequests→Manager从出现的对话框中选择Foutput点击Edit删除变量PEPEEQ和PEMAG删除选择ForcesReactions点击OK点击Dismiss退出FieldOutputRequestsManager。、从主菜单中选择Output→HistoryOutputRequests→Manager从出现的对话框中选择Houtput点击Edit在Domain中选择Setname并选择ndispoutput去掉Energy选项输入UUU。点击OK。、创建新的历史输出为Fixedfaceoutput输出变量RF为Holeoutput输出变量SMISES和E。点击Dismiss退出HistoryOutputRequestsManager。、从主菜单中选择Tools→Set→Create命名为Monitor点击Continue选择ndispoutput集中为于HingeSoild上的点点击Done完成几何集的创建。、从主菜单中选择Output→DOFMonitor选中Monitoradegreeoffreedomthroughouttheanalysis在Pointregion选择Monitor在Degreeoffreedom中输入点击OK。二、定义表面和相互作用、进入Interaction模块选择View→AssemblyDisplayOptions在AssemblyDisplayOptions对话框中点击Instance点击Hingehole和Hingesolid最后点击Apply。ABAQUSCAE只显示Pin部件。、从主菜单中选择Tools→Surface→Create命名这个表面为Pin点击Continue选择销钉外表面点击提示栏内的Done在销钉上出现两箭头选择Magenta作为销钉表面的法向。、采用第一步的方法只显示Hingehole。从主菜单中选择Tools→Surface→Create命名这个表面为Flangeh点击Continue选择如左下图的表面。采用同样的技术创建一个叫Insideh的表面如右下图。、只显示Hingesoild创建和Flangeh表面紧靠在一起的表面命名为Flanges。同样创建一个表面命名为Insides该表面和Insideh通过pin连接在一起。三、定义模型各部分之间的接触、从主菜单选择Interaction→Property→Create在出现的对话框中命名其为NoFric接受Contact作为默认选择点击Continue。在后出现的EditContactProperty对话框中选择Mechanical→TangentialBehavior接受默认的选择然后选择Mechanical→NormalBehavior接受默认的选择点击OK。、从主菜单中选择Interaction→Manager然后点击Create在出现的对话框中命名其为SelecttheseverticesSelectthisedgeSelectthisfaceHingepinhole接受默认选择点击Continue。在提示栏的右下角点击Surface在RegionSelection对话框中选择Pin作为主表面点击Continue。采用同样技术选取Insideh作为从表面点击Continue。观察出来的对话框并接受默认的选择点击OK。、采用相同的技术定义一个相互作用为Hingepinsoild用pin作为主表面Insides作为从表面NoFric为相互作用的特性。创建一个Flanges的相互作用用Flangeh作为主表面Flanges作为从表面。然后点击Dismiss退出InteractionManager。四、定义边界条件、进入Load模块从主菜单中选择BC→Manager在BoundaryConditionManager中点击Create在出现的CreateBoundaryCondition对话框中命名这个边界条件为Fixed接受默认的选择点击Continue在出现的RegionSelection对话框中选择Fixedfaceoutput点击Continue在出现的EditBoundaryConditions对话框中选中Encastre点击OK。、在BoundaryConditionManager中点击Create命名这个边界条件为NoSlip选择DisplacementRotation点击Continue。选择pin的刚体参考点点击Done在EditBoundaryConditions对话框中选中所有选项点击OK。、在BoundaryConditionManager中选中下图所示点击Edit去掉U和UR的选择点击OK可以注意到在Load步时NoSlip的状态变为Modified。、继续创建一个叫Constrain的边界条件选择DisplacementRotation选择我们前面定义的Monitor约束它在,,三个方向的平动。按照步中的办法在Load分析步释放方向的约束。完成所有后退出BoundaryConditionManager。五、施加载荷、从工具栏中选择CreateLoad按钮在对话框中命名这个载荷为Pressure接受以Load作为载荷施加的分析步选择载荷类型为Pressure点击Continue。、选择右图的底面点击Done在对话框中输入E接受默认的选择点击OK。下面我们对该模型进行网格的划分、进入Mesh模块从主菜单选择Tools→Partition在CreatePartition对话框中选择Cell选择Extendface作为技术点击Apply。选择整个Hingesoild选择左下图的面点击提示栏中的CreatePartition按钮。CAE形成如右下图所示图形。、同第一步先将Hingehole分成两个部分。、从CreatePartition对话框中选择Cell选择Definecuttingplane点击Apply选择整个Hingehole点击Done在提示栏选择Points选择如右图的三点点击CreatePartition按钮CAE将整个hingehole分为块。、采用Definecuttingplane将hingehole分成如左下图的数个部分(用Points)。、再采用上面相同的技术将突起的底部分割成个部分最终结果如右下图所示。、从主菜单选择Mesh→Controls选中除了销钉以外的所有部分点击Done在对话框内接受默认的选项点击OK。、从主菜单选择Mesh→ElementType用相同的技术选中除了销钉以外的所有部分点击Done在对话框中接受所有的默认选择点击OK。、从主菜单选择Seed→Instance选中个铰链点击Done在提示栏中输入敲回车点击Done。、从主菜单选择Mesh→Instance选中个铰链点击Done。CAE将为铰链划分网格。最后我们对模型进行分析并可视化结果一、建立任务、进入Job模块从主菜单选择Job→Create命名其为pullhinge点击Continue接受所有的默认选择点击OK。、从主菜单选择Job→Manager在JobManager中点击Submit提交任务点击Monitor来观察分析的进程。、分析结束后点击Results对结果进行可视化。二、可视化结果、点击工具栏的PlotDeformedShape按钮显示结构变形结果。、从主菜单选择Plot→Contours显示云图通过主菜单的Result→FieldOutput可以改变等高线所代表的变量。、从主菜单选择Animate→TimeHistory可以观看CAE制作的动画过程。、从主菜单选择Result→HistoryOutput可以选取你想要绘制的XY曲线。
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